Effetti della microplastica sulla nanofiltrazione immersa per il trattamento avanzato dell’acqua potabile

Perché le microplastiche nell’acqua ti riguardano

Inquinanti invisibili stanno sempre più finendo nell’acqua che beviamo. Tra questi ci sono le microplastiche—frammenti più piccoli di un granello di pepe—che possono trasportare altri contaminanti e potenzialmente rappresentare un rischio per la salute. Allo stesso tempo, le aziende idriche stanno adottando nuove tecnologie di filtrazione per offrire acqua del rubinetto più pulita. Questo studio esamina come uno di questi filtri avanzati, una membrana di nanofiltrazione immersa, gestisce sia sostanze organiche naturali sia microplastiche aggiunte in acqua di serbatoio reale, e cosa ciò significa per la sicurezza e la qualità dell’acqua potabile.

Uno sguardo più da vicino a un nuovo tipo di filtro

Il trattamento tradizionale dell’acqua potabile—coagulazione, sedimentazione, filtri a sabbia e cloro—funziona bene in molti casi, ma spesso lascia residui di materia organica naturale. Quando il cloro reagisce con questi composti residui, può formare sottoprodotti indesiderati come i trialometani, collegati a problemi di salute. La nanofiltrazione, un processo a membrana azionato da pressione con pori estremamente fini, viene studiata come integrazione o alternativa perché può rimuovere una quota molto maggiore di questa materia organica. In questa ricerca, gli ingegneri hanno testato una membrana commerciale di nanofiltrazione (chiamata NF270) immersa direttamente nell’acqua di un serbatoio universitario in Thailandia, per capire quanto bene potesse rimuovere materiale organico disciolto e come le sue prestazioni cambiassero in presenza di microplastiche.

Simulare l’inquinamento da microplastiche nel mondo reale

Per imitare acque superficiali contaminate, il team ha aggiunto particelle di polietilene tereftalato (PET)—simili a quelle delle comuni bottiglie di plastica—nell’acqua del serbatoio a livelli crescenti durante quattro cicli di filtrazione: nessuna, poi bassa, media e molto alta concentrazione di microplastiche. Ogni ciclo è durato quattro giorni. La membrana immersa è stata operata a pressione relativamente bassa, e i ricercatori hanno misurato la velocità di permeazione dell’acqua, quanto carbonio organico disciolto e composti organici assorbenti UV venivano rimossi, e quante sali e solidi disciolti venivano trattenuti. Hanno inoltre esaminato la superficie della membrana con microscopi elettronici per osservare come microplastiche e materiale organico si accumulassero nel tempo.

Cosa accade sulla superficie della membrana

Nonostante l’aumento del carico di microplastiche, il flusso d’acqua attraverso la membrana è rimasto abbastanza stabile, con solo piccole variazioni di flusso e pressione. Questo suggerisce che, nelle condizioni testate, le microplastiche non occludono rapidamente il sistema. Piuttosto, hanno formato uno strato superficiale «a torta» poco compatto sopra la membrana, insieme a materia organica naturale, sedimenti, batteri e alghe. Questo strato ha funzionato come un pre-filtro aggiuntivo, trattenendo polisaccaridi più grandi e la maggior parte delle microplastiche stesse. Tuttavia, lo stesso accumulo ha modificato il comportamento delle molecole organiche più piccole e mobili vicino alla superficie: la loro concentrazione proprio alla membrana è aumentata, facilitando il passaggio di alcune di esse attraverso i pori.

Acqua più pulita, ma rischi chimici in evoluzione

Nel complesso, la membrana immersa ha rimosso la materia organica disciolta in modo molto efficace, riducendo i composti assorbenti UV di circa il 90–98% e il carbonio organico disciolto di circa l’87% in tutte le condizioni testate. Anche i sali e i solidi totali disciolti sono stati ridotti di circa la metà, mantenendo l’acqua trattata ampiamente nei limiti raccomandati dall’Organizzazione Mondiale della Sanità. Tuttavia, con l’aumentare dei livelli di microplastiche, la rimozione di alcuni componenti organici è diminuita leggermente, e il residuo organico nell’acqua trattata è diventato più «reattivo» al cloro. Quando i ricercatori hanno simulato la disinfezione, il potenziale di formazione di trialometani per unità di carbonio residuo è in realtà aumentato dopo la filtrazione, specialmente in presenza di microplastiche, nonostante la quantità totale di materia organica fosse molto inferiore.

Cosa significa per i futuri sistemi di acqua potabile

Per un lettore non specialista, il messaggio centrale è rassicurante ma sfumato: questo tipo di nanofiltrazione immersa può rimuovere in modo affidabile la maggior parte della materia organica naturale, dei sali e delle microplastiche dall’acqua di serbatoio, anche in presenza di elevata contaminazione da microplastiche, senza intasamenti gravi. Allo stesso tempo, le poche molecole organiche che passano possono comunque reagire con il cloro formando sottoprodotti di disinfezione, e le microplastiche possono peggiorare leggermente questa tendenza alterando ciò che raggiunge la membrana e ciò che rimane nel permeato. Lo studio suggerisce che abbinare la nanofiltrazione a un controllo accurato della clorazione e, nel lungo periodo, a procedure migliorate di pulizia delle membrane, potrebbe offrire un modo efficace per proteggere l’acqua potabile in un mondo in cui l’inquinamento da microplastiche probabilmente continuerà ad aumentare.

Citazione: Kaewjan, T., Sittisom, P., Fujioka, T. et al. Effects of microplastic on submerged nanofiltration for advanced drinking water treatment. Sci Rep 16, 5198 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35398-5

Parole chiave: microplastiche, trattamento dell’acqua potabile, nanofiltrazione, intasamento delle membrane, prodotti di disinfezione